專利名稱：：銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼、鋼板及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及不銹鋼材料類，具體涉及抗菌不銹鋼材料類，更具體地涉及一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼、以該鋼種制成的鋼板及該鋼板的制造方法。
背景技術：
：所謂抗菌不銹鋼，就是在不銹鋼中加入適量的具有抗菌效果的元素(如銅、銀、鋅等合金元素)，使得最終生產出的鋼材具有良好的抗菌性能，其抗菌性能的產生主要是利用了銅、銀、鋅等合金元素的抗菌作用。抗菌不銹鋼既有優異的廣譜抗菌性能，又有良好的加工性和耐蝕性，是優于其他抗菌產品的新型抗菌材料，具有廣闊的應用、、曰刖景。近年來隨著國際上鎳礦石資源的緊缺，價格不斷上揚，造成300系列不銹鋼的成本不斷增加，很多不銹鋼制造企業開始逐步提高400系列不銹鋼在其產品結構的比重，并且加快400系產品的研究與開發。隨著400系列不銹鋼的冶煉與軋制技術的不斷進步，400系列產品的性能有了極大的提升，有大批400系新品出現在市場上，如436、444、443CT等，而鐵素體抗菌不銹鋼也是其中一種，它主要應用于洗衣機、餐具、廚房用具等方面。現在國內外都推出了抗菌不銹鋼，主要都利用了Cu和Ag的抗菌性能。有的通過添加Cu制造抗菌不銹鋼，Cu含量越高，抗菌性能越好，當Cu含量為1.5%時可保證其具有理想的抗菌作用，但Cu含量過高不但對熱加工不利，對材料的力學性能也帶來不利影響，如造成材料的延伸性能下降將導致冷成型性能降低，而目前在改善含Cu鐵素體不銹鋼冷成型性能的方法主要是添加一定量的穩定化元素如Ti、Nb等，但成本過高，或降低間隙元素C、N的含量，追求超低的C+N;有的通過添加Ag制造抗菌不銹鋼，并不進行特殊的抗菌處理就可以使得材料具有抗菌作用，Ag的抗菌功能比Cu高2個數量級，但該金屬非常昂貴，在材料中加入的量越多，成本就越大。經檢索發現如下資料，如中國專利公開公報CN1498981A公開了一種"納米析出相鐵素體抗菌不銹鋼"，該不銹鋼中加入了0.4~2.2%的01和小于1%的211，采用真空爐冶煉、煅造、熱軋、退火、冷軋，并經抗菌處理得到該抗菌不銹鋼，此抗菌不銹鋼為含CU鐵素體抗菌不銹鋼，且需經抗菌處理;又如日本川崎在其生產的超低C+N的含Nb鐵素體不銹鋼430LN開發出一種含Ag抗菌不銹鋼"RiverLite430LN-AB",簡稱430LN-AB，含有超低的C+N，含銀量為0.040%左右，可以不進行特殊的抗菌處理就可以使得材料獲得抗菌性能。上述兩種鐵素體抗菌不銹鋼都是在材料中加入單一種抗菌元素。又如中國專利公開公報CN1948540A公開了一種"具有優良抗菌特性的鐵素體不銹鋼"，它含有0.0005~0.10%的Ag和0.3~2.0%的Cu，但需經由固溶和時效組成的抗菌熱處理才可得到該抗菌不銹鋼，且該公開公報中只強調了其抗菌性能，并未提及其任何機械性能的改善。鑒于上述，本發明者通過在材料中加入適量的Cu和Ag，同時輔以一定的熱處理使材料中的Cu和Ag得以彌散析出與富集，得到了一種銀銅復合鐵素體抗菌不銹鋼板。該抗菌不銹鋼板具有良好的抗菌滅菌性能和深沖性能。本發明的第一個目的在于提供一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼。本發明的第二個目的在于提供以所述銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼制成的鋼板。本發明的第三個目的在于提供所述銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法。
發明內容本發明的第一個方面提供一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼，該銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼由以下化學成分組成C《0.04wt%、Si:0.2~0.6wt%、Mn:0.25~0.6wt%、S《0.02wt%、P《0.03wt%、Cr:16.0~18.0wto/o、Cu:0.4~1.8wto/o、Ag:0.003~0.06wt%、N《0.02wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明的第二個方面提供一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板，所述鋼板以上述銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼制成，其化學成分包含C《0.04wt%、Si:0.2~0.6wt%、Mn:0.25~0.6wt%、S《0.02wt%、P《0.03wt%、Cr:16.0~18.0wt%、Cu:0.4~1.8wt%、Ag:0.0030.06wt%、N《0.02wt%，傘量為Fe和不可避免的雜質。下面，對本發明的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼及以該鋼種制成的鋼板的化學成分作用作詳細敘述。C《0.04%:碳化物形成元素和奧氏體形成元素，可以提高鋼的強度，但其含量太高，則會使鋼的延伸性能下降，大大降低鋼的成形性能。Si:0.20.6%:鐵素體形成元素，可增加鐵素體組織比例，對提高鋼的屈服強度有利。Mn:0.250.6%:奧氏體形成元素，在中鉻型鋼中，添加一定量的錳可以提高鋼的強度，但當其含量過高時，由于鋼中存在奧氏體(高溫)，冷卻不當會形成殘余奧氏體，造成鋼的基體組織不均勻，使冷軋帶鋼不容易變形，降低鋼的成形性。P《0.03%:鋼中不可避免的雜質元素，含磷過高對焊接不利。S《0.02%:鋼中不可避免的雜質元素，含硫過高對鋼的耐蝕性不利。Cr:16.0~18.0%:抗氧化(腐蝕)元素，也是鐵素體形成元素，可以提高鋼的耐蝕性，增加、穩定鋼的鐵素體組織。Cu:0.41.8%:可以提高材料的冷變形成型性能，同時Cu也起到析出強化作用，并具有良好的抗菌殺菌作用，其含量過高會給材料的加工性能帶來不利的影響，同時帶來成本的增加，含量過低則不能保證材料有足夠的析出強化效果。Ag:0.003-0.06%:有效的持久抗菌殺菌元素，很少量的Ag就可以起到極佳的抗菌效果，其殺菌作用達到Cu的100倍，而且加入量少對材料的合金化的影響也非常小。N《0.02:奧氏體形成元素，可以增加鋼的高溫奧氏體組織的比例。但其含量過高時，會危害鐵素體不銹鋼的延伸性能。本發明的第三個方面提供所述銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，該方法包括冶煉、澆注、鍛打、熱軋、熱處理、噴砂、冷軋退火，其中所述熱處理過程為將熱軋鋼板加熱到840~900°C，保溫2小時以上，再以10~60°C/S的冷卻速度冷卻至500600。C，然后水冷至室溫。在一個優選實施方式中鍛打溫度為10801130°C。在另一個優選實施方式中熱軋溫度為10601130°C，熱軋厚度為34mm。在另一個優選實施方式中冷軋厚度為0.50.8mm。在另一個優選實施方式中退火溫度為86089(TC。本發明的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板通過一定的熱處理，即將熱軋后的不銹鋼板加熱到840~900°C，保溫2個小時以上，然后再以10~60°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至500~600°C，水冷至室溫。這樣使得材料中的Cu和Ag得以在材料均勻擴散，然后在緩慢冷卻過程中得以彌散析出并能獲得富集Cu，與基體中的Ag共同起到抗菌滅菌作用，冷軋后按常規430不銹鋼進行退火處理即可，不必進行特殊的抗菌處理過程。本發明的有益效果為(1)本發明不添加Ti、Nb等貴重元素，降低了不銹鋼的生產成本。(2)通過一定的熱處理，使得Cu相得以析出并富集，與基體中的Ag共同起到抗菌滅菌作用，而兩者的各自含量也較加入單一的Cu和Ag含量要低，不但成本降低，且適當含量的Cu可以有助于材料的冷成型性能的提高。(3)本發明的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板不必進行特殊的抗菌處理。(4)本發明的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板抗菌滅菌性能和深沖性能良好。圖1為本發明實施例3的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的析出Ag/Cu相電鏡照片。圖2為本發明實施例3的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的析出Ag/Cu相電鏡能譜圖。具體實施例方式以下用實施例結合附圖對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。實施例1按如下化學成分在真空感應爐中冶煉鋼水C:0.024wt%、Si:0.27wt%、Mn-0.535wt%、S:0.006wt%、P:0.01wt%、Cr:16.83wt%、Cu:0.5wt%、Ag:0.058wt%、N:0.014wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。'將按上述配比冶煉完成的鋼水澆注成鋼錠，將鋼錠加熱到IIO(TC鍛打成30~40mm的鋼坯，鋼坯于107(TC進行熱軋，熱軋成厚度為3.0mm的鋼板，再將熱軋后的不銹鋼板加熱到880°C，保溫2.5小時，再以50°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至550°C，然后水冷至室溫。經噴砂清理鋼板表面氧化鐵皮后，進行冷軋，冷軋至0.53mm，于88(TC退火。實施例2按如下化學成分在真空感應爐中冶煉鋼水C:0.0396wt%、Si:0.29wt%、Mn:0.44wto/o、S:0.0067wt%、P:0.016wt%、Cr:16.73wt%、Cu:1.60wt%、Ag:0.005wt%、N:0.0081wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。實施方法同實施例l，其中鍛打溫度為IIO(TC，熱軋溫度為1070。C，熱軋厚度為3.0mm，再將熱軋后的不銹鋼板加熱到850°C，保溫3.5小時，再以45°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至51(TC，然后水冷至室溫。經噴砂清理鋼板表面氧化鐵皮后，進行冷軋，冷軋至0.57mm，于86(TC退火。實施例3按如下化學成分在真空感應爐中冶煉鋼水c:0.030wt%、Si:0.47wt%、Mn:0.40wto/o、S:0.0068wt%、P:0.015wt%、Cr:17.14wt%、Cu:1.02wt%、Ag:0.03wt%、N:0.009wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。實施方法同實施例l，其中鍛打溫度為1120°C，熱軋溫度為110(TC，熱軋厚度為4.0mm，再將熱軋后的不銹鋼板加熱到900。C，保溫3小時，再以35°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至570°C，然后水冷至室溫。經噴砂清理鋼板表面氧化鐵皮后，進行冷軋，冷軋至0.80mm，于86(TC退火。本實施例的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的析出Ag/Cu相電鏡照片和電鏡能譜圖分別見圖l和圖2。實施例4按如下化學成分在真空感應爐中冶煉鋼水C:0.021wt%、Si:0.47wt%、Mn:0.45wt%、S:0.011wt%、P:0.027wt%、Cr:17.02wt%、Cu:1.35wt%、Ag:0.01wt%、N:0.019wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。實施方法同實施例l,其中鍛打溫度為1090°C，熱軋溫度為1075°C，熱軋厚度為3.0mm,再將熱軋后的不銹鋼板加熱到860°C，保溫3.5小時，再以50°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至60(TC，然后水冷至室溫。經噴砂清理鋼板表面氧化鐵皮后，進行冷軋，冷軋至0.5mm，于86(TC退火。實施例5按如下化學成分在真空感應爐中冶煉鋼水C:0.017wt%、Si:0.47wt%、Mn:0.45wto/o、S:0.011wt%、P:0.025wt%、Cr:17.02wt%、Cu:1.25wt%、Ag:0.014wt%、N:0.013wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。實施方法同實施例l，其中鍛打溫度為1125°C，熱軋溫度為1080"C,熱軋厚度為3.5mm，再將熱軋后的不銹鋼板加熱到880°C，保溫3小時，再以40°C/S的冷卻速度緩慢冷卻至530°C，然后水冷至室溫。經噴砂清理鋼板表面氧化鐵皮后，進行冷軋，冷軋至0.55mm，于89(TC退火。試驗例1對本發明實施例1-5的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板進行力學性能測試，測試結果見表l。表1本發明實施例1-5的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>試驗例2按照JISZ2801—2000《抗菌加工制品——抗菌性能試驗方法和抗菌效果》的標準對本發明實施例1-5的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板進行抗菌性能測試，測試結果見表2。其中對比鋼種為常規的430不銹鋼，抗菌試樣鋼板尺寸為50mm*50mm，主要試驗程序如下1)試驗菌種；大腸桿菌(五scAer/c/z/aco//SIMB282)金黃色葡萄球菌少/ococ面awr面SIMB283)2)檢測方法①乙醇清洗后的樣品和對照不銹鋼樣品在15(TC下高壓滅菌20min。②將接種后的菌種用PBS液(PH值=7.2，無水磷酸氫二鈉2.83g，硫酸二氫鉀1.36g，蒸餾水1000ml)稀釋成105cfu/ml的標準溶液(cfu/ml指的是每毫升樣品中含有的細菌群落總數)，并分別將0.5ml菌液均勻滴到樣品和對照不銹鋼樣品表面上，用無菌塑料薄膜覆蓋。③將表面涂有菌液的樣品和對照不銹鋼樣品放入溫度35°C、濕度90%的培養箱內，進行24小時細菌培養。用平板法(瓊脂培養法)在35'C的培養箱內放置48小時。最后計算塑料平皿細菌個數，計算殺菌率。每個菌種和樣品均重復做3次，取平均值。計算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中W為抗菌不銹鋼的24小時殺菌率，」。為對照不銹鋼進行實驗培養后的活菌數，^為抗菌不銹鋼進行實驗培養后的活菌數。表2本發明實施例1-5的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的抗菌性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表1和表2可以看出，通過在材料中加入適量的Cu和Ag，同時輔以一定的熱處理，使材料中的Cu和Ag得以彌散析出與富集，從而使制得的鐵素體抗菌不銹鋼板具有較好的延伸率和深沖性能，提高了材料的冷成型性能和深沖加工性能，且其抗菌滅菌性能良好。權利要求1、一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于，所述銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼由以下化學成分組成C≤0.04wt％、Si0.2～0.6wt％、Mn0.25～0.6wt％、S≤0.02wt％、P≤0.03wt％、Cr16.0～18.0wt％、Cu0.4～1.8wt％、Ag0.003～0.06wt％、N≤0.02wt％，余量為Fe和不可避免的雜質。2、一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板，其特征在于，以權利要求1所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼制成。3、權利要求2所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，該方法包括冶煉、澆注、鍛打、熱軋、熱處理、噴砂、冷軋、退火，其特征在于，所述熱處理過程為將熱軋鋼板加熱到840900°C，保溫2小時以上，再以10~60°C/S的冷卻速度冷卻至500600°C，然后水冷至室溫。4、根據權利要求3所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，其中所述鍛打溫度為1080~1130°C。5、根據權利要求3所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，其中所述熱軋溫度為1060~1130°C，熱軋厚度為34mm。6、根據權利要求3所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，其中所述冷軋的厚度為0.50.8mm。7、根據權利要求3所述的銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼板的制造方法，其中所述退火溫度為860890°C。全文摘要本發明提供了一種銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼、鋼板及其制造方法。該銀銅復合深沖型鐵素體抗菌不銹鋼由以下化學成分組成C≤0.04wt％、Si0.2～0.6wt％、Mn0.25～0.6wt％、S≤0.02wt％、P≤0.03wt％、Cr16.0～18.0wt％、Cu0.4～1.8wt％、Ag0.003～0.06wt％、N≤0.02wt％，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明通過添加抗菌元素Cu和Ag，同時采取適當的熱處理，從而使材料具有良好的深沖性能和抗菌滅菌性能，適用于食品制造加工、日常生活用具、醫療器械等行業。文檔編號B21J1/06GK101353762SQ200710093969公開日2009年1月28日申請日期2007年7月23日優先權日2007年7月23日發明者余海峰,李步明,王偉明申請人:寶山鋼鐵股份有限公司